基于5G網絡環境下高校智慧圖書館的建設與發展

王越峰 沈陽工業大學圖書館 任國聞 鄭皓月 吳璦彤 沈陽工業大學軟件學院

1 引言

隨著移動網絡的迅猛發展網絡技術即將進入5G時代，5G移動網絡帶來的是更快的傳輸速率、更短的相應時間、更大的共享網絡。在性能提升巨大的移動網絡的環境下，對需要很好的網絡環境，更大物聯網的智慧化圖書館來說是大機遇。智慧化圖書館是現階段圖書館發展的目標，是數字化、自動化、智能化進行有機結合的產物，有著數字化圖書館與物聯網的雙重特征，對于網絡的需求非常高。5G移動網絡的出現使智慧圖書館的建設進入新的階段，所以結合5G移動網絡的優勢來優化智慧圖書館的建設是時代的選擇。

2 5G移動網絡

第五代移動通信技術（5th generation mobile networks）簡稱5G是最新的蜂窩移動通信技術，是4G的延伸。5G網絡的傳輸理論峰值比4G網絡快數百倍，理論上5G網絡的每秒傳輸速率可高達10Gbit/s。隨著移動數據量的日益增長5G網絡的發展成為必然。5G移動通信網絡結合了3G、4G的優點，將5G網絡自身的性能大大提高。5G網絡向著多元化、綜合化、智能化的方向發展，網絡的特點與優勢尤為明顯。

2.1 5G網絡傳輸速率快

5G網絡的主要優勢就在于數據的傳輸速率，最高可達10Gbit/s，比4G移動網絡快100倍，比當前使用的有線網絡的傳輸速率更快。

2.2 接口延時低

5G移動網絡在傳輸速率快的同時擁有這接口間延時低的特點，也就是說使用5G移動網絡有更快的相應時間，降低了網絡傳輸時的等待時間。

2.3 網絡容量大

在5G網絡中存在超密集異構節點，減小單節點輻射半徑，增加低功率節點數量。在節點覆蓋的區域內，節點間距離將保持在10米以內，存在超大的網絡容量，可以提供千億的設備連入網內，提高信息交互和通訊能力，提升物聯網性能。

2.4 網絡兼容性強

對于移動網絡用戶來說，兼容性是需要面對的重要問題，5G網絡通信的一個顯著的特點就是具有好的兼容性。

3 高校智慧圖書館

智慧圖書館是把現有的各種智能技術使用在傳統的圖書館建設中而出現的一種智能化、信息化、自動化、數字化建筑。智慧圖書館的發展可以分為三部分：首先是傳統圖書館，圖書館在高校中為教學科研提供支撐作用，紙質館藏為高校師生所用。但是在信息化的今天，這種傳統的紙質情報已經不足以提供深度的支撐了。數字圖書館的出現彌補了傳統圖書館的不足，使用數字處理技術和存儲各種文獻的電子圖書館。

數字圖書館是一種集成多媒體制作的分布式處理與存儲系統。數字圖書館通過不同的載體將不同地理位置的不同信息資源進行數字化存儲，數字化后的信息可以跨地區、無限制的進行網絡查詢和傳播 。但是僅僅使用數字圖書館將犧牲很多傳統圖書館的優勢，同時數字圖書館缺少智能性。智慧圖書館是圖書館發展的必然選擇，智慧圖書館可以看成是圖書館、物聯網、云計算、智能化設備的組合體，將圖書館建筑和各種智能化設備使用物聯網聯合起來，通過云計算分布式進行處理和存儲海量數據。

4 5G環境下高校智慧圖書館建設優化及發展策略

在高校中智慧圖書館主要是為師生提供各種服務而數字化后的數據，無論是進行查詢、分析、傳輸或處理都要使用網絡，而且隨著社會信息化數據量都特別大，網絡傳輸效率就成了必須要關注的重點。5G移動網絡的出現可以很好的解決師生在使用智慧圖書館服務時的各種網絡問題。

4.1 共享館藏數據建設

在智慧圖書館的建設中最主要的就是館藏信息數據的存儲，用戶對信息的查詢、分析、下載等都要使用館藏數據。館藏數據的建設尤為重要，館藏數據的建設涉及到海量數據傳輸與海量數據存儲，網絡的傳輸效率對數據建設影響極大，5G移動網絡可以很好的應對海量數據傳輸速率的問題，5G網絡的理論傳輸峰值可達10Gbit/s要超過一些有線網絡的傳輸速率，使用5G網絡后可以提升原有的有線網絡的傳輸效率。

一所高校圖書館的館藏資源是有限的，在短時間內提升大量的信息資源是不現實的。從資源的獲取角度來看短時間內部容易找到大量非館藏的數據資源，而且短時間內的大量數據信息傳輸和更新都是不容易實現的。而在智慧圖書館的建設概念就是將圖書館建設成一個不受空間限制的圖書館，所以在建設智慧圖書館時可以將多個高校圖書館的館藏數據進行云共享。如圖4-1所示。

圖4-1 高校圖書館館藏數據共享

4.2 館藏數據分析建設

智慧圖書館是通過各種技術條件實現最大程度的資源利用的圖書館，除了需要海量的信息資源外還需要為各種用戶服務，滿足各種用戶的多樣需求，對于用戶本身需要檢索的一定不是一套完整的信息，用戶一般都是使用關鍵字等信息進行檢索。從信息本身來講檢索來的知識信息是以碎片的形式存在的，需要進行一定的整合和調整后才能更好的為用戶服務，進行分析處理后的數據才能使信息更容易被用戶接受。

數據信息檢索分析挖掘的過程是特別占用系統內存的，當多用戶同時訪問一個服務器時，會使內存使用量過大導致系統的服務質量下降，尤其是數據以共享的方式存在，多條數據從不同的異構節點中傳輸使得使用節點的性能會有所影響，所以可以使用云計算的方法解決這個問題。將共享館藏的多個異構服務器進行架構，組成分布式計算節點。通過各個分布式計算節點組成分布式云計算系統，以多計算資源的方式解決單節點過載的問題。

在架構后分布式計算框架后，使用一種本地性調度器，使每個檢索到的信息在該服務器中直接進行數據分析與整合，將整合后的數據通過5G網絡傳輸到使用節點內，該節點服務器只需要接受各個服務器傳輸的數據即可，減少了大量的計算資源。傳輸過程中使用5G網絡，利用5G網絡的超低延時相應的特點，提高分布式處理實時性低的問題。

4.3 智慧化設備布置建設

智慧圖書館的是基于傳統圖書館、物聯網、云計算、智慧化設備建立的。使館員在智能化的基礎上實現更高效率的管理，同時可以為用戶提供更方便的信息檢索和閱讀的服務，所以智慧化設備的使用是必要的。智慧圖書館的運行需要許多智能感知設備，包括智能書架、二維碼、掃描設備、濕度感知、溫度感知、光線感知和智能識別等內容，依靠著眾多智能感知設備來感知讀者的需求而后為讀者進行更好的服務。

現階段的各種智能感知設備的連接主要依靠有線網絡進行，這樣就出現了很多局限性。智能感知設備在安裝之前就需要提前布置網絡，而設備安裝的位置很多時候都被網絡的布置所影響。當安裝新的設備時更要考慮建筑的網絡布局，如果從新布置會造成更多的人力物力的浪費，而且已經布置的網線有可能因為一些情況而損壞。

5G網絡的出現可以很好的解決這些問題，為每個智能感知設備安裝5G移動網絡，這樣可以脫離網線的束縛將每個智能感知設備安裝在更適合的位置，避免了可能出現的網線問題而影響設備的使用，且更容易移動。5G移動網絡有網絡容量大的特點，在每個單位面積中可以使用更多的設備，非常適合智能感知設備的布置且5G網絡的相應時間少可以實時的為讀者提供各種感知。

5 結束語

從傳統圖書館、數字圖書館、智慧圖書館的轉化是必然的，所以在當前5G移動網絡出現的環境下，進行更加優化的智慧型圖書館的建設是當前迫切要處理的問題。本文對5G移動網絡環境下共享館藏數據建設、館藏數據分析建設、智慧化設備布置建設進行了簡要分析。但這才只是小小的一部分，5G移動網絡可以為智慧圖書館的建設提供更大的幫助，所以利用5G移動網絡建設處最好的智慧圖書館依然是日后需要研究的重點。